광물학 광물특성 9: 광상과 경제적 광물 9.1: 광물 상품 1.4: 광물 원소의 자연적 풍부도
출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교 소스: EK 이페어케이 플러스
9.1.4: 원소의 자연적 풍부도
산소, 규소, 알루미늄, 철, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 티타늄은 지각의 99%를 차지합니다. 그림 2.2(2장)에서 이 분포의 히스토그램을 보았습니다.
따라서 인간이 산업, 농업 및 제조업에서 이러한 요소를 사용하는 방법을 개발한 것도 놀라운 일이 아닙니다. 덜 풍부한 요소도 현대 사회에서 중요해졌습니다.
여기에는 금속, 우라늄 또는 토륨과 같은 방사성 원소, 가장 중요한 질소 및 인을 포함한 비료 성분이 포함됩니다.
아래 표에서 볼 수 있듯이 일부 중요한 요소는 지각의 매우 작은 비율을 구성합니다.
그럼에도 불구하고 자연적 과정은 특정 미네랄과 특정 장소에 집중시킵니다.
천연 풍부도, 경제적 인 광석 등급 및 일부 금속에 대한 농도 계수
광석 자원 평균 지각 암석의 금속 농도 수익성 있는 추출을 위한 최소 광석 등급 경제적인 집중 계수
알루미늄 8.2중량% 30중량% 4
철 5.6중량% 20중량% 4
나트륨 2.4중량% 40중량% 17
망간 0.09중량% 35중량% 370
크로뮴 0.01중량% 30중량% 2,940
니켈 0.008중량% 0.5중량% 60
아연 0.007중량% 4.0중량% 570
납 0.001중량% 4.0중량% 2,900
구리 0.006중량% 0.5중량% 80
주석 0.0002중량% 0.5중량% 2,500
위의 표에 나열된 경제적 농도 계수는 평균 지각 농도에 대한 일반적인 최소 경제적 광석 농도의 비율입니다. 예를 들어, 크롬의 평균 지각 풍부도는 약 0.01wt%입니다.
크롬 광석은 30wt % 크롬을 포함하는 경우 때때로 수익성이 있을 수 있습니다.
따라서 필요한 농축 계수는 거의 3,000이며, 수익성 있는 광석을 만들기 위해서는 크롬을 최소 3,000배 농축해야 합니다.
이 표는 12개의 서로 다른 금속에 대한 경제적인 농도 계수를 비교합니다.
가장 풍부한 것(위)에서 희귀한 것(아래)으로 정렬됩니다. 농도 계수는 알루미늄과 철의 경우 4에서 주석, 크롬 및 납의 경우 거의 3,000까지 다양합니다.
고농도로 발생하는 원소는 채굴을 경제적으로 만들기 위해 고농도 계수가 필요하지 않습니다.
대조적으로, 덜 일반적인 크롬, 납, 주석 및 아연은 수익성 있게 채굴하기 위해 높은 농도가 필요합니다(위 표 참조).
우리는 철과 알루미늄과 같은 비교적 일반적인 원소를 전 세계 여러 곳에서 채굴합니다. 우리는 주석, 크롬 또는 납을 포함한 희귀 원소를 훨씬 적은 곳에서 채굴합니다.
그림 9.16: 회색 석영(gray quartz), 날루나크(Nalunaq), 그린란드(Greenland)의 열수 광맥(hydrothermal vein)과 관련된 금박. 시야각은 가로 1.9cm입니다.
표에는 가격이 포함되어 있지 않지만 경제적인 광석 등급과 주어진 자원의 가격 사이에는 상관 관계가 있습니다.
예를 들어, 금은 나열된 금속보다 훨씬 비싸지만 금에 대한 수요는 다른 금속보다 적습니다.
이러한 가격 차이는 가장 일반적으로 사용되는 금속을 농축하는 자연 공정이 금을 농축하는 공정보다 훨씬 더 일반적이기 때문에 다른 종류의 광상보다 고품질 금 매장량이 적기 때문에 존재합니다.
많은 금광은 광석이 암석 1톤에 0.1온스 미만의 금을 함유하고 있더라도 수익성을 유지할 수 있습니다. 그림 9.16은 그린란드의 금광석의 예를 보여줍니다.
금박은 작아서 전체 사진의 너비가 2cm 미만입니다.
금속 시장은 변동성이 매우 클 수 있습니다. 지정학, 전쟁, 경제 제재 및 기타 요인으로 인해 시장에 큰 혼란이 발생할 수 있습니다.
그러나 기술의 추세는 장기적으로 훨씬 더 중요할 수 있습니다.
예를 들어, 약 5년 전부터 많은 사람들이 전기 자동차(EV)에 대한 수요가 급증할 것이라고 예측했습니다.
EV 산업이 성장한다는 것은 리튬 이온 배터리에 대한 수요가 증가한다는 것을 의미합니다. 그래서 2016년에 리튬의 평균 시장 가격이 상승하기 시작하여 2년 만에 두 배로 올랐습니다.
그림 9.17: 코발트 시장 가격
그러나 리튬 이온 배터리에는 리튬 외에 코발트와 같은 다른 주요 금속도 포함됩니다.
2016년과 2018년 사이 코발트 가격은 거의 상승했습니다
톤당 95,000개(그림 9.17). 그러나 2018년 봄 이후 코발트 가격이 폭락하면서 코발트 가치가 75% 하락했습니다.
왜 이런 일이 일어났습니까? 의심할 여지 없이 몇 가지 중요한 사항이 있습니다.
아마도 가장 중요한 것은 EV 판매 및 리튬 이온 배터리에 대한 수요 증가가 예상만큼 빠르게 발생하지 않았다는 것입니다.
그에 더하여, 상황이 좋아 보였을 때, 대부분이 콩고 민주 공화국에 있는 세계의 주요 코발트 광산들의 생산량이 크게 증가하였습니다.
동시에 소규모 독립 사업자가 새로운 광산을 시작했습니다.
이제 우리는 코발트의 시장 점유율을 높이고 있으며, 코발트 가격은 지난 10년 동안 가장 낮은 수준입니다.
그럼에도 불구하고 시장 예측가들은 EV와 일반적으로 충전식 배터리에 대한 수요가 불가피하게 증가함에 따라 코발트, 니켈 및 흑연 및 기타 리튬-철 배터리의 주요 구성 요소 가격이 곧 인상될 것으로 예상할 수 있다고 말합니다.